DE69722761T2 - Initial position sensor - Google Patents
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Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf optische Abtastvorrichtungen und insbesondere auf Positionserfassungsvorrichtungen für optische Abtastvorrichtungen.The present invention relates generally relates to optical scanning devices and in particular on position detection devices for optical scanning devices.
Hintergrundbackground
Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. optische Abtastvorrichtungen, sind in der Technik bekannt und erzeugen maschinenlesbare Bilddatensignale, die darstellend für ein abgetastetes Objekt, wie z. B. eine Seite gedruckten Textes, sind. Die Bilddatensignale können dann digitalisiert und/oder zur späteren Verwendung gespeichert werden. Die Bilddatensignale können z. B. durch einen Personalcomputer verwendet werden, um ein Bild des abgetasteten Objektes auf einer geeigneten Anzeigevorrichtung, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, zu erzeugen. Alternativ können die Bilddaten auf einem Drucker gedruckt werden.Imaging devices such as z. B. optical scanning devices are known in the art and generate machine readable image data signals that are representative for a scanned object, such as B. a page of printed text. The image data signals can then digitized and / or saved for later use become. The image data signals can z. B. used by a personal computer to take an image the scanned object on a suitable display device, such as B. a cathode ray tube, to create. Alternatively, you can the image data is printed on a printer.
Eine typische Bilderzeugungsvorrichtung (z. B. eine optische Abtastvorrichtung) umfaßt ein Beleuchtungs- und ein optisches System, um das Objekt zu beleuchten und einen kleinen Bereich des beleuchteten Objektes, der üblicherweise als eine „Abtastlinie" bezeichnet wird, auf die Oberfläche eines lichtempfindlichen Detektors zu fokussieren, der in der Abtastvorrichtung positioniert ist. Bilddaten, die darstellend für das gesamte Objekt sind, können dann durch ein Durchlaufen der beleuchteten Abtastlinie über das gesamte Objekt, entweder durch ein Bewegen des Objekts bezüglich der Beleuchtungs- und der optischen Anordnung oder durch ein Bewegen der Beleuchtungs- und der optischen Anordnung bezüglich des Objektes, erhalten werden. Das Beleuchtungssystem kann eine geeignete Weißlichtquelle (z. B. eine fluoreszierende oder weißglühende Lampe) umfassen, um das Objekt zu beleuchten, wohingegen das optische System eine Linsenanordnung umfassen kann, um das Bild der beAbtastlinie auf die leuchteten Oberfläche des Detektors zu fokussieren.A typical imaging device (e.g., an optical scanner) includes an illuminator and a optical system to illuminate the object and a small one Region of the illuminated object, which is usually referred to as a "scan line", to the surface to focus a light sensitive detector in the scanner is positioned. Image data representing the entire object, can then by traversing the illuminated scan line across the entire object, either by moving the object relative to the Illumination and the optical arrangement or by moving the lighting and the optical arrangement with respect to the Property. The lighting system can be a suitable one White light source (e.g., a fluorescent or incandescent lamp) to include the To illuminate the object, whereas the optical system is a lens arrangement may include the image of the scan line on the illuminated surface to focus the detector.
Das lichtempfindliche Detektorarray kann eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) aufweisen, obwohl auch andere Vorrichtungen verwendet werden können. Eine typische CCD kann eine große Anzahl einzelner Zellen oder „Pixel" aufweisen, wobei jede/jedes derselben eine elektrische Ladung ansprechend auf eine Belichtung sammelt oder aufbaut. Da die Größe der angesammelten elektrischen Ladung in einer bestimmten Zelle oder einem Pixel auf die Intensität und Dauer der Belichtung bezogen ist, kann eine CCD verwendet werden, um helle und dunkle Flecken auf einem Bild, das auf dieselbe fokussiert ist, zu erfassen. Bei einer typischen Abtastvorrichtungsanwendung wird die Ladung, die in jeder/jedem der CCD-Zellen oder -Pixeln aufgebaut wird, gemessen und dann in regelmäßigen Intervallen, die als Abtastintervalle bekannt sind, entladen, die für eine typische Abtastvorrichtung etwa 5 Millisekunden oder ähnlich sein können, obwohl andere Abtastintervalle verwendet werden können.The photosensitive detector array may have a charge coupled device (CCD), though other devices can also be used. A typical CCD can a big number individual cells or "pixels", where each an electric charge in response to one Exposure collects or builds up. Because the size of the accumulated electrical charge in a particular cell or pixel on the intensity and duration Depending on the exposure, a CCD can be used to get bright and dark spots on an image focused on it capture. In a typical scanner application the charge built up in each of the CCD cells or pixels, measured and then at regular intervals, known as sampling intervals, discharge for a typical Scanning device can be about 5 milliseconds or similar, though other sampling intervals can be used.
Der Ausdruck „Bildlicht", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf das Licht, das durch die Linsenanordnung auf die Oberfläche des Detektorarrays fokussiert wird. Abhängig von dem Typ von Abtastvorrichtung kann das Bildlicht von dem Dokument oder Objekt, das abgetastet wird, reflektiert werden, oder es kann durch das Objekt oder Dokument durchgelassen werden. Das Bildlicht wird im wesentlichen in drei Schritten in digitale Signale umgewandelt. Als erstes wandelt jedes Pixel in dem Detektor das Licht, das er empfängt, in eine elektrische Ladung um. Als zweites werden die Ladungen von den Pixeln durch einen Analogverstärker in Analogspannungen umgewandelt. Schließlich werden die Analogspannungen durch den Analog-Digital- (A/D-) Wandler di gitalisiert. Diese digitalen Signale können dann wie erwünscht verarbeitet und/oder gespeichert werden.The term "image light" as used herein refers focus on the light that passes through the lens assembly onto the surface of the Detector arrays is focused. Depending on the type of scanner can be the image light from the document or object being scanned will be reflected, or it may be transmitted through the object or document become. The image light is essentially divided into three steps converted digital signals. First, every pixel converts to the detector the light it receives into an electrical charge around. Second, the charges from the pixels through an analog amplifier Analog voltages converted. Finally, the analog voltages digitized by the analog-digital (A / D) converter. This digital Signals can then as desired processed and / or saved.
Optische Abtastvorrichtungen und verschiedene Komponenten derselben sind in den U.S.-Patenten Nr. 4,926,041 OPTICAL SCANNER of David Wayne Boyd; 4,709,144 COLOR IMAGER UTILIZING NOVEL TRICHROMATIC BEAM SPLITTER AND PHOTOSENSOR von Kent J. Vincent; 4,870,268 COLOR COMBINER AND SEPARATOR AND IMPLEMENTATIONS von Kent J. Vincent und Hans D. Neuman; 5,038,028 OPTICAL SCANNER APERTURE AND LIGHT SOURCE ASSEMBLY von Boyd u. a. und 5,227,620 APPARATUR FOR ASSEMBLING COMPONENTS OF COLOR OPTICAL SCANNERS von Elder u. a. offenbart, die jeweils hierdurch spezifisch durch Bezugnahme für alles ihre Offenbarungen aufgenommen sind.Optical scanners and various components thereof are described in U.S. Patent Nos. 4,926,041 OPTICAL SCANNER of David Wayne Boyd; 4,709,144 COLOR IMAGER UTILIZING NOVEL TRICHROMATIC BEAM SPLITTER AND PHOTOSENSOR from Kent J. Vincent; 4,870,268 COLOR COMBINER AND SEPARATOR AND IMPLEMENTATIONS by Kent J. Vincent and Hans D. Neuman; 5,038,028 OPTICAL SCANNER APERTURE AND LIGHT SOURCE ASSEMBLY by Boyd u. a. and 5,227,620 APPARATUS FOR ASSEMBLING COMPONENTS OF COLOR OPTICAL SCANNERS by Elder u. a. each of which is hereby specifically disclosed by reference for everything their revelations have been incorporated.
Unabhängig von der Konfiguration einer bestimmten Abtastvorrichtung, z. B. ob dieselbe eine Farb- oder eine Monochrom- (d. h. Grauskala-) Abtastvorrichtung ist, müssen die meisten derartigen Abtastvorrichtungen sehr genau den Ort des physischen Abtastfensters kennen. Die meisten Abtastvorrichtungen tun dies üblicherweise durch ein Lokalisieren einer Referenzmarkierung auf dem Abtastvorrichtungsgehäuse, die sehr genau bezüglich des physischen Abtastfensters plaziert ist. Sobald die Referenzmarkierung lokalisiert ist, kennt die Abtastvorrichtung den genauen Ort des physischen Abtastfensters und ist bereit, um Objekte oder Dokumente abzutasten.Regardless of the configuration a particular scanner, e.g. B. whether the same color or is a monochrome (i.e., gray scale) scanner, the most such scanners very accurately locate the physical Know the scan window. Most scanners typically do this by locating a reference mark on the scanner housing, the very precise regarding of the physical scan window is placed. Once the reference mark is located, the scanner knows the exact location of the physical scanning window and is ready to scan objects or documents.
Die meisten Abtastvorrichtungen verwenden einen Sensor, der oft als „Ausgangssensor" bezeichnet wird, um den Ort des beweglichen Wagens zu erfassen, wenn die Abtastvorrichtung zu Beginn eingeschaltet wird. Allgemein ausgedrückt weist der Ausgangssensor einen einfachen Schalter auf, der optisch oder elektromechanisch sein kann, der geschlossen sein kann, wenn der Wagen an seiner hintersten Position oder nahe derselben ist, und offen, falls dies nicht der Fall ist. Dann bewegt die Abtastvorrichtung, wenn der Ausgangssensorschalter geschlossen ist, wenn die Abtastvor richtung zu Beginn eingeschaltet (d. h. hochgefahren) wird, den Wagen vorwärts, bis sie eine Referenzmarkierung erfaßt, die an einem bestimmten bekannten Ort bezüglich der Ausgangsposition positioniert ist. Dies bedeutet, daß, wenn der Wagen in etwa in der Ausgangsposition angeordnet ist, die Abtastvorrichtung in etwa weiß, wie weit der Wagen zu bewegen ist, um die Referenzmarkierung zu erfassen. Wenn andererseits der Ausgangssensor offen ist, wenn die Abtastvorrichtung zu Beginn eingeschaltet wird, bewegt die Abtastvorrichtung den Wagen rückwärts, bis sie die Referenzmarkierung erfaßt. In beiden Fällen „kennt" die Abtastvorrichtung, sobald die Referenzmarkierung lokalisiert ist, den genauen Ort des physischen Abtastfensters und ist bereit, um Objekte oder Dokumente abzutasten. Zusammenfassend wird der Ausgangssensor verwendet, um einen „groben" Ort des Wagens zu erhalten, während die Referenzmarkierung verwendet wird, um einen genaueren Ort zu erhalten.Most scanners use a sensor, often referred to as an "output sensor", to sense the location of the moving carriage when the scanner is initially turned on. Generally speaking, the output sensor has a simple switch, which can be optical or electromechanical, the ge may be closed when the car is at or near its rearmost position, and open if it is not. Then, when the output sensor switch is closed, when the scanner is initially turned on (ie, powered up), the scanner moves the carriage forward until it detects a reference mark positioned at a certain known location with respect to the home position. This means that when the carriage is located approximately in the home position, the scanner roughly knows how far to move the carriage to detect the reference mark. On the other hand, if the output sensor is open when the scanner is initially turned on, the scanner will move the carriage backward until it detects the reference mark. In either case, once the reference mark is located, the scanner "knows" the exact location of the physical scan window and is ready to scan objects or documents. In summary, the output sensor is used to obtain a "rough" location of the cart while the Reference mark is used to get a more precise location.
Die europäische Patentanmeldung Nummer 0 441 535 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektronischen Bestimmen der physischen Position wesentlicher Abtastvorrichtungselemente bezüglich einer Dokumentreferenzecke vor dem Abtasten eines Dokumentes. Die offenbarte Vorrichtung weist einen Wagen, einen Detektor, der eine Mehrzahl lichtempfindlicher Elemente aufweist, zum Erfassen von Objekten in einem Sichtfeld, wobei jedes lichtempfindliche Element ein Ausgangssignal erzeugt, das auf das darauf einfallende Licht bezogen ist, wobei zumindest eines der lichtempfindlichen Elemente ein Bilderfassungselement ist und zumindest eines der lichtempfindlichen Elemente ein Positionserfassungselement ist, eine Referenzmarkierung, die an dem Gehäuse der Vorrichtung markiert ist, und einen Ausgangssensor zum Erfassen der Ausgangsposition auf. Ebenso offenbart ist ein Verfahren zum Bewegen des Wagens der Vorrichtung unter Verwendung des Ausgangssensors in die Ausgangsposition. Die Referenzmarkierung wird verwendet, um die Position des Abtastfensters zu Beginn einer Abtastoperation zu bestimmen.European patent application number 0 441 535 A2 discloses a method and an apparatus for electronic Determine the physical position of essential scanner elements in terms of a document reference corner before scanning a document. The disclosed device comprises a carriage, a detector, the plurality has light-sensitive elements for detecting objects in a field of view, with each photosensitive element producing an output signal, that is related to the incident light, at least one of the photosensitive elements is an image capture element and at least one of the photosensitive elements is a position detection element is a reference mark, which is marked on the housing of the device, and an output sensor for detecting the starting position. Also disclosed is a method for moving the cart under the device Use the output sensor in the home position. The reference mark is used to position the scan window at the beginning of a To determine scanning operation.
Das U.S.-Patent Nummer 5,115,478 offenbart eine Abtastvorrichtung, die geeignet für ein Bildlesegerät ist, das das obere Ende einer Dokumentenregion genau erfassen kann, auf der ein Dokument plaziert ist.U.S. Patent Number 5,115,478 discloses a scanner suitable for an image reader which can accurately grasp the top of a document region on which a document is placed.
Während die vorangegangene Anordnung wirksam ist, um es der Abtastvorrichtung zu ermöglichen, den Ort des physischen Abtastfensters zu bestimmen und den Wagen zu dem Anfang des Fensters zu bewegen, macht sie die Verwendung eines zusätzlichen Schalters erforderlich. Neben einem Erhöhen der Kosten und der Komplexität der Abtastvorrichtung erhöht die Verwendung eines zusätzlichen Schalters außerdem die Länge des „Toleranzstapels". Dies bedeutet, daß, da der Ausgangssensorschalter nicht immer genau bezüglich der Referenzmarkierung angeordnet ist, der Ausgangssensorschalter ausreichend weit hinter der Referenzmarkierung plaziert sein muß, so daß die Referenzmarkierung immer selbst in dem Fall erfaßt werden kann, in dem die Teiltoleranzen sich sehr nachteilig aufstapeln. Da das Teiltoleranzaufstapeln eines ungünstigsten Falls untergebracht werden muß, kann das Ergebnis eine Erhöhung der Gesamtabtastvorrichtungslänge sein.While the previous arrangement is effective to make it the scanner to allow to determine the location of the physical scan window and the carriage moving to the beginning of the window makes them use an additional Switch required. In addition to increasing the cost and complexity of the scanner elevated the use of an additional switch Moreover the length of the "tolerance stack". This means that there the output sensor switch is not always accurate with respect to the reference mark is arranged, the output sensor switch sufficiently far behind the reference mark must be placed so that the reference mark is always captured even in the case can be in which the partial tolerances stack up very disadvantageously. Because the partial tolerance stacking is housed in a worst case must become, the result can be an increase the total scanner length his.
Deshalb besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren und einer verbesserten Vorrichtung zum Bewegen des Wagens einer Bilderzeugungsvorrichtung auf ein Hochfahren hin in eine bekannte Anfangsposition. Das heißt, zum Bestimmen des Ortes des physischen Abtastfensters.Therefore there is a need for one improved method and device for moving the carriage of an imaging device upon startup in a known starting position. That is, to determine the location of the physical scan window.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Es sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen eines beweglichen Wagens, der in einem Gehäuse einer Bilderzeugungsvorrichtung angebracht ist, zu einer Ausgangsposition gemäß Anspruch 1 bzw. 8 offenbart.There is one device and one Method for moving a movable carriage which is housed in a housing Imaging device is attached to a home position according to claim 1 and 8, respectively.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Darstellende und gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen gezeigt:Illustrative and currently preferred embodiments of the invention are in the accompanying Drawings shown:
Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention
Ein Anfangspositionssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in
Der Anfangspositionssensor verwendet
einen Abschnitt des gleichen Detektorarrays oder eine CCD
Wenn die Abtastvorrichtung
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie den Bedarf beseitigt, eine separate Ausgangssensor- oder Schalteranordnung bereitzustellen, um die Anfangsposition der beweglichen Wagenanordnung zu bestimmen.An advantage of the present invention is that they eliminates the need for a separate output sensor or switch arrangement to provide to the starting position of the movable carriage assembly to determine.
Nachdem kurz der Anfangspositionssensor gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie einige seiner wesentlicheren Merkmale und Vorteile
beschrieben wurden, wird nun der Anfangspositionssensor detailliert
beschrieben. Bezug nehmend auf die
Das Bilderzeugungssystem oder die
Abtastvorrichtung
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
das Bilderzeugungssystem oder die Abtastvorrichtung
Das Fenster
Es wird bevorzugt, daß die Referenzmarkierung
Die Referenzmarkierung
Bezug nehmend auf
Das optische System
Es wird darauf verwiesen, daß die bestimmten
Konfigurationen der Wagen- und der optischen Anordnung
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
die Detektoranordnung
Während
die Anzahl von Pixeln oder Elementen
Bezug nehmend auf die
Es wird ebenso darauf verwiesen,
daß, während die
hierin gezeigte und beschriebene Abtastvorrichtung ein Abtasten
durch ein Bewegen der Lichtquelle und von optischen Anordnungen
Das elektronische Steuerungs- und
Bilddatenverarbeitungssystem
Eine Nebensteuerung
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Nebensteuerung
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Nebensteuerung
Die Operation des Anfangspositionssensors ist
am besten in
Wenn andererseits die Positionserfassungspixel
Es sollte angemerkt werden, daß, wenn
der Entwurf des Wagenbetätigungsgliedes
Es kommt in Betracht, daß die erfindungsgemäßen Konzepte, die hierin beschrieben sind, verschiedentlich anderweitig ausgeführt sein können, wobei es beabsichtigt ist, daß die angefügten Ansprüche aufgefaßt werden, um alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung zu umfassen, mit der Ausnahme, soweit sie bereits durch den Stand der Technik eingeschränkt sind.It is contemplated that the concepts of the invention, , which are described herein, are variously embodied otherwise can, whereby it is intended that the appended Expectations conceived to alternative embodiments to encompass the invention, except to the extent that it already exists are limited by the state of the art.
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT CO., L.P., HOUSTON, TE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |